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TWI646618B - 微元件轉移設備和相關方法 - Google Patents

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TWI646618B TW107100811A TW107100811A TWI646618B TW I646618 B TWI646618 B TW I646618B TW 107100811 A TW107100811 A TW 107100811A TW 107100811 A TW107100811 A TW 107100811A TW I646618 B TWI646618 B TW I646618B
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Abstract

微元件轉移設備包含一傳送平台和一轉移裝置。傳送平台用來乘載一晶圓，並將晶圓往特定方向移動，其中晶圓上製作有複數個微元件。轉移裝置包含複數個轉移頭，每一轉移頭包含一基臂、一第一支臂和一第二支臂，第一支臂和第二支臂以可移動方式設置在基臂上以夾取複數個微元件中一相對應之微元件。

Description

微元件轉移設備和相關方法
本發明提供一種微元件轉移設備和相關方法，尤指一種能快速且有效率地轉移微型化發光二極之微元件轉移設備和相關方法。
相較於傳統的白熾燈泡，發光二極體(light emitting diode, LED)具有耗電量低、元件壽命長、體積小、無須暖燈時間和反應速度快等優點，並可配合應用需求而製成極小或陣列式的元件。除了戶外顯示器、交通號誌燈之外、各種消費性電子產品，例如行動電話、筆記型電腦或電視的液晶顯示螢幕背光源之外，發光二極體亦廣泛地被應用於各種室內室外照明裝置，以取代日光燈管或白熾燈泡等。
傳統的LED陣列典型地為毫米(mm)等級的尺寸，最新微型化發光二極體(micro LED) 陣列能將體積降到微米(μm)等級的尺寸，並承繼了 LED 的特性，包括低功耗、高亮度、超高解析度與色彩飽和度、反應速度快、壽命較長，以及高效率等優點。微型化 LED 製程包含首先將LED結構設計進行薄膜化、微小化與陣列化，使其尺寸僅在1~250μm左右，隨後將微型化LED批量式轉移至電路基板上，再利用物理沉積製程完成保護層與上電極，最後進行上基板的封裝。
因此，需要一種用來進行巨量轉移(mass transfer) 之微元件轉移頭陣列，以快速且有效率地將微型化LED轉貼至顯示器的線路基板上。
本發明提供一種微元件轉移設備，其包含一傳送平台和一轉移裝置。該傳送平台用來乘載一晶圓，並將該晶圓往一特定方向移動，其中該晶圓上製作有複數個微元件。該轉移裝置包含複數個轉移頭，每一轉移頭包含一基臂、一第一支臂和一第二支臂，該第一支臂和該第二支臂以可移動方式設置在該基臂上以夾取該複數個微元件中一相對應之微元件。
本發明另提供一種轉移微元件之方法，其包含使用一傳送平台乘載一晶圓，該晶圓上製作有複數個微元件；將一轉移裝置中複數個轉移頭分別對齊該晶圓中一第一行微元件中的複數個微元件，或是分別對齊該晶圓中一第一列微元件中的複數個微元件；將每一轉移頭中一第一支臂和一第二支臂之間的距離調整成一第一值；該轉移裝置朝向該傳送平台移動，且該傳送平台將該晶圓移向該轉移裝置，直到該第一行微元件或該第一列微元件中的複數個微元件移入相對應轉移頭中該第一支臂和該第二支臂之間的空間；將每一轉移頭中該第一支臂和該第二支臂之間的距離調整成一第二值以分別夾取該第一行微元件或該第一列微元件中的每一微元件。其中，該第一值大於每一微元件和該晶圓之高度加總，該第二值小於該第一值，且該第一行微元件或該第一列微元件為該晶圓中最接近該轉移裝置之微元件。
第1A~3A和1B~3B圖為本發明實施例中微元件轉移設備100之示意圖。第1A~3A圖為本發明實施例中微元件轉移設備100各階段運作時之側視圖。第1B~3B圖為本發明實施例中微元件轉移設備100各階段運作時之俯視圖。
微元件轉移設備100包含一傳送平台10和一轉移裝置20，可用來將製作在晶圓30上的微元件40巨量轉移至另一基板(未顯示)。在本發明實施例中，晶圓30可包含M行N列陣列之複數個微元件40(M和N為大於1之整數)。每一微元件40可為微型化LED元件，其包含一P型半導體層42、一N型半導體層44、一P電極46、一N電極48，以及一發光層45。當分別在P電極46施加正電壓和在N電極48施加負電壓時，順向電壓會讓電子由 N 區流向 P 區，電洞則由 P 區流向 N 區，電子與電洞於發光層45之PN接面結合而產生光源。然而，微元件40之結構並不限定本發明之範疇。
傳送平台10用來乘載晶圓30，轉移裝置20包含複數個轉移頭22。轉移頭22的數量相關於晶圓30上微元件40的數量。在一實施例中，轉移裝置20可包含至少N個轉移頭22，每次操作可夾取一行微元件40。在另一實施例中，轉移裝置20可包含至少M個轉移頭22，每一可夾取一列微元件40。然而，轉移頭22之數量並不限定本發明之範疇。
每一轉移頭22包含一上支臂24、一下支臂26，和一基臂28。上支臂24和下支臂26以可移動方式設置在基臂28上，兩者之間的距離可依據不同運作狀態加以調整。傳送平台10可採用傳送帶的設計，讓承載物往特定方向移動。
在第1A和1B圖所示之初始第一狀態下，首先會對晶圓30進行切割處理以定義每一微元件40的範圍(如第1B圖中虛線所示)，再將晶圓30放置在傳送平台10上，並使得每一轉移頭22分別對齊晶圓30中第一行微元件中的複數個微元件40，或是分別對齊晶圓30中第一列微元件中的複數個微元件40，其中第一行微元件或第一列微元件為晶圓30中最接近轉移裝置20之微元件。在第一狀態下，上支臂24和下支臂26之間的距離為D1，傳送平台10和轉移裝置20之間的距離為D2，其中D1之值大於晶圓30和微元件40之高度加總。
在第2A和2B圖所示之第二狀態下，轉移裝置20會向傳送平台10移動(如箭頭S1所示)，而傳送平台10會將晶圓30移向轉移裝置20 (如箭頭S2所示)，此時傳送平台10和轉移裝置20之間的距離為D2’(D2’＜ D2)。一旦最接近轉移裝置20之第一行微元件或第一列微元件進入轉移裝置20中上支臂24和下支臂26之間的空間時，轉移裝置20會縮短上支臂24和下支臂26之間的距離，以穩固夾取第一行微元件或第一列微元件中每一微元件40，此時上支臂24和下支臂26之間的距離為D1’(D1’＜ D1)。
在第3A和3B圖所示之第三狀態下，轉移裝置20會朝遠離傳送平台10之方向移動(如箭頭S3所示)，而傳送平台10會將晶圓30移向轉移裝置20 (如箭頭S4所示)移動)。一旦轉移裝置20將所夾取之第一行微元件或第一列微元件轉移至其它地方後，晶圓30中第二行微元件或第二列微元件中的複數個微元件40會被移至轉移裝置20上靠近轉移裝置20的那側，因此可再次實行第2A和2B圖所示之步驟，直到轉移晶圓30上所有微元件40為止。
綜上所述，本發明提供用來進行巨量轉移之微元件轉移設備和相關方法，可快速且有效率地將微型化LED轉貼至顯示器的線路基板上。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧傳送平台
20‧‧‧轉移裝置
22‧‧‧轉移頭
24‧‧‧上支臂
26‧‧‧下支臂
28‧‧‧基臂
30‧‧‧晶圓
40‧‧‧微元件
42‧‧‧P型半導體層
44‧‧‧N型半導體層
45‧‧‧發光層
46‧‧‧P電極
48‧‧‧N電極
100‧‧‧微元件轉移設備
第1A~3A和1B~3B圖為本發明實施例中微元件轉移設備之示意圖。

Claims (9)

  1. 一種微元件轉移設備，其包含：一傳送平台，用來乘載一晶圓，並將該晶圓往一特定方向移動，其中該晶圓上製作有複數個微元件；以及一轉移裝置，其包含複數個轉移頭，用來沿著該特定方向將該複數個微元件從該晶圓上轉移，每一轉移頭包含：一基臂；以及一第一支臂和一第二支臂，以可移動方式設置在該基臂上以夾取該複數個微元件中一相對應之微元件。
  2. 如請求項1所述之微元件轉移設備，其中該傳送平台為一傳輸帶。
  3. 如請求項1所述之微元件轉移設備，其中該複數個轉移頭之位置分別對齊該晶圓中一第一行微元件中的複數個微元件，或是分別對齊該晶圓中一第一列微元件中的複數個微元件。
  4. 如請求項1所述之微型化發光裝置，其中每一微元件係為一微型化發光二極體(light emitting diode,LED)。
  5. 一種轉移微元件之方法，其包含：使用一傳送平台乘載一晶圓，該晶圓上製作有複數個微元件；將一轉移裝置中複數個轉移頭分別對齊該晶圓中一第一行微元件中的複數個微元件，或是分別對齊該晶圓中一第一列微元件中的複數個微元件；將每一轉移頭中一第一支臂和一第二支臂之間的距離調整成一第一值；該轉移裝置朝向該傳送平台移動，且該傳送平台將該晶圓移向該轉移裝置，直到該第一行微元件或該第一列微元件中的複數個微元件移入相對應轉移頭中該第一支臂和該第二支臂之間的空間；將每一轉移頭中該第一支臂和該第二支臂之間的距離調整成一第二值以分別夾取該第一行微元件或該第一列微元件中的每一微元件，其中：該第一值大於每一微元件和該晶圓之高度加總；該第二值小於該第一值；且該第一行微元件或該第一列微元件為該晶圓中最接近該轉移裝置之微元件。
  6. 如請求項5所述之方法，其另包含：在每一轉移頭分別夾取該第一行微元件或該第一列微元件中的每一微元件後，該轉移裝置往遠離該傳送平台之方向移動，以將該第一行微元件或該第一列微元件與該晶圓中其它微元件分離。
  7. 如請求項6所述之方法，其另包含：在將該第一行微元件或該第一列微元件與該晶圓中其它微元件分離後，該傳送平台將該晶圓中一第二行微元件中或一第二行微元件移向該轉移裝置，其中該第二行微元件或該第二列微元件為該晶圓中除了該第一行微元件或該第一列微元件之外最接近該轉移裝置之微元件。
  8. 如請求項5所述之方法，其另包含：在使用該傳送平台乘載該晶圓之前，對該晶圓進行切割處理以定義每一微元件之範圍。
  9. 如請求項5所述之方法，其中每一微元件係為微型化發光二極體。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI749399B (zh) * 2019-11-18 2021-12-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型元件轉移頭、微型元件轉移裝置以及微型元件顯示裝置
CN112967949B (zh) * 2020-08-11 2022-05-20 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种转移构件、转移装置及转移方法
CN116887950A (zh) * 2021-11-29 2023-10-13 京东方科技集团股份有限公司 柔性执行器及其制备方法、电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040038499A1 (en) * 2002-08-26 2004-02-26 Jae-Hong Kim Wafer table and semiconductor package manufacturing apparatus using the same
US20040154161A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Hallys Corporation Random-period chip transfer apparatus
JP2012043930A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Fuji Mach Mfg Co Ltd ウェハ供給装置およびチップボンディング装置
TWM448052U (zh) * 2012-07-13 2013-03-01 All Ring Tech Co Ltd 晶片的剝離裝置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100739632B1 (ko) * 2005-12-21 2007-07-13 삼성전자주식회사 반도체 모듈 테스트 설비
EP2284862A1 (en) 2009-08-11 2011-02-16 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System and method for picking and placement of chip dies
JP5466493B2 (ja) 2009-12-01 2014-04-09 シチズン電子株式会社 半導体製造方法
US8453548B2 (en) * 2010-03-23 2013-06-04 Mckesson Automation Inc. Apparatuses for cutting a unit dose blister card
US9343365B2 (en) * 2011-03-14 2016-05-17 Plasma-Therm Llc Method and apparatus for plasma dicing a semi-conductor wafer
CN103232157B (zh) * 2013-05-10 2015-07-29 深圳市华星光电技术有限公司 一种基板加工装置
WO2017146645A1 (en) * 2016-02-22 2017-08-31 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Thin optoelectronic modules with apertures and their manufacture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040038499A1 (en) * 2002-08-26 2004-02-26 Jae-Hong Kim Wafer table and semiconductor package manufacturing apparatus using the same
US20040154161A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Hallys Corporation Random-period chip transfer apparatus
JP2012043930A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Fuji Mach Mfg Co Ltd ウェハ供給装置およびチップボンディング装置
TWM448052U (zh) * 2012-07-13 2013-03-01 All Ring Tech Co Ltd 晶片的剝離裝置

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